EP3054544A1 - Kabeltrommel zur stromversorgung eines landwirtschaftlichen geräts mit elektrischer energie - Google Patents

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EP3054544A1
EP3054544A1 EP16154655.1A EP16154655A EP3054544A1 EP 3054544 A1 EP3054544 A1 EP 3054544A1 EP 16154655 A EP16154655 A EP 16154655A EP 3054544 A1 EP3054544 A1 EP 3054544A1
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cable
power supply
drum
helmholtz coils
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Deere and Co
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • H02G11/02—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum

Definitions

  • the invention relates to a cable drum for supplying an agricultural device with electrical energy.
  • the protection circuit interrupts the connection to the power supply device immediately upon the occurrence of a fault current .
  • the inductances essentially cancel each other due to their mutual proximity and the oppositely flowing electrical currents, the wound on the drum body protective conductor windings form an inductor corresponding impedance. Depending on the number of protective conductor windings, this can assume considerable values. This can lead to the protection circuit no longer being able to detect properly a fault current flowing in the protective conductor.
  • the cable drum for powering an agricultural appliance with electrical energy comprises a drum body and a multi-core power supply cable to be wound onto the drum body with a protective conductor.
  • an arrangement for short-circuiting the protective conductor windings and / or for generating a magnetic compensation field penetrating the protective conductor windings is provided for at least partial compensation of the impedance of protective conductor windings wound onto the drum body.
  • the cable drum may be the power supply or control electrical consumers of an agricultural device, such as an agricultural tractor trained mobile agricultural implement, serve.
  • the power supply cable in addition to the protective conductor and associated supply wires, the number of which results from the nature of the electrical current to be transmitted, have a plurality of control lines.
  • the cable drum can be stationarily placed on the edge of the field and connected there to a central power supply device in the form of a high-voltage network.
  • An electric winding drive automatically adjusts the unwound length of the power supply cable according to the instantaneous distance to the mobile agricultural implement.
  • the arrangement for short-circuiting the protective conductor windings is formed by a conductive outer jacket of the power supply cable.
  • Subjacent protective conductor windings are short-circuited in this case conductive over the outer sheath of the power cable.
  • This embodiment is structurally particularly compact, since the at least partial compensation of the impedance is effected by the protective conductor itself.
  • the conductive outer jacket is connectable via associated connecting means with a first end to a sensor terminal of the protective circuit of the power supply device and with a second end to a common ground terminal of the electrical consumers of the agricultural device.
  • the conductive outer jacket consists of a metal braid surrounding the power supply cable and / or of metallized or conductive plastic.
  • the metal mesh is made of stainless steel, for example, and surrounds the power supply cable in the form of a braided hose that is flexible with respect to bending stresses.
  • the conductive plastic may be a graphite-filled thermoplastic, whereas metallization of the conductive outer jacket may be by incorporation of metal particles by means of a vacuum coating process or the like.
  • the arrangement for generating a magnetic compensation field penetrating the protective conductor windings may comprise Helmholtz coils arranged on axially opposite ends of the drum body, the Helmholtz coils being connected and dimensioned with the protective conductor such that the impedance of the protective conductor windings is at least partially compensated.
  • Preferably consisting of copper enameled Helmholtz coils are embedded in opposite winding flanges of the drum body and extend with respect to the winding axis of the cable drum rotationally symmetrical.
  • the Helmholtz coils make it possible to build up a homogeneous magnetic field within the intervening protective conductor turns.
  • the windings of the Helmholtz coils in this case run in opposite directions to the protective conductor windings and are connected in series therewith so that upon occurrence of a fault current flowing in the protective conductor, a magnetic opposing field is established which counteracts the inductance and thus the impedance of the protective conductor windings.
  • the Helmholtz coils are dimensioned such that cancel the inductances of Helmholtz coils and the protective conductor windings in approximately half-wound cable drum each other. In this way it is ensured that even with lesser or stronger winding of the cable drum an acceptable (partial) compensation of the impedance takes place.
  • a switching device may be provided, depending on the current BewicklungsSullivan the cable drumareaschaltet or bridged one or more turns of Helmholtz coils in terms of adaptation of the inductance to that of the protective conductor turns targeted.
  • the momentary Bewicklungsschreib can be derived, for example, from encoder signals of an encompassed by the cable drum electric winding drive.
  • Fig. 1 shows a first exemplary embodiment of the cable drum according to the invention for supplying an agricultural device with electrical energy.
  • the cable drum 10 comprises a drum body 12 and a multi-core power supply cable 14 which can be wound onto the drum body 12.
  • a holder not shown, serves for the rotatable mounting of the drum body 12 along a winding axis 16.
  • the cable drum 10 of the power supply or control of electrical loads 18, such as an electric traction drive and electrical auxiliary equipment of the agricultural tractor, is used.
  • the cable drum 10 is placed stationarily on the field edge and connected there to a central power supply device 20 in the form of a high-voltage network.
  • An electric winding drive associated with the holder automatically adjusts the unwound length of the power supply cable 14 in accordance with the instantaneous distance to the agricultural tractor.
  • the power supply cable 14 has, in addition to a plurality of supply cores 22, 24 for transmitting electrical current and additional control lines 26, 28, 30, 32, 34, a protective conductor 36 via which a fault current I F by means of a provided on the side of the power supply device 20 protection circuit 38 (FI). Switch) can be detected.
  • An insulating sheathing 40 serves to protect the inner supply cores 22, 24 and control lines 26, 28, 30, 32, 34.
  • the power supply cable 14 has two separate supply cores 22, 24 for the transmission of direct current or two-phase alternating current. Deviating from this, however, a different number of supply cores may be provided, for example, three separate supply cores for the transmission of three-phase AC. Similar considerations apply to the number of control lines, which results from the scope of the control commands to be transmitted via the power supply cable 14.
  • the protective conductor 36 is presently formed by a conductive outer jacket 42 of the power supply cable 14, which is connected via associated connecting means with a first end 44 to a sensor terminal of the protection circuit 38 of the power supply device 20 and a second end 46 to a common ground terminal of the electrical load 18 ,
  • a part of the protective conductor 36 is wound onto the drum body 12 and forms associated protective conductor windings 48.
  • Protective conductor windings 48 adjacent to one another are conductively short-circuited via the outer jacket 42, so that they do not contribute to the inductance and thus to the impedance of the protective conductor 36.
  • the conductive outer sheath 42 consists of a metal braid 50 surrounding the power supply cable 14 or its insulating sheathing 40.
  • the metal braid 50 is made of corrosion-resistant stainless steel and surrounds the power supply cable 14 in the form of a braided hose that is flexible with respect to bending stresses.
  • the metal mesh 50 also forms a mechanical protection against external damage to the power supply cable 14. Since the metal braid 50, the power supply cable 14 almost completely covered (the degree of coverage of conventional braided sleeving is over 90%), is on this one due to damage due to exposed supply wires 22, 24 flowing fault current I F reliable in the direction of the protective circuit 38 derived.
  • the conductive outer jacket 42 is made of metallized and / or conductive plastic.
  • the conductive plastic is a graphite-filled thermoplastic, whereas metallization of the conductive outer jacket 42 occurs by incorporation of metal particles by means of a vacuum coating process.
  • the conductive outer jacket 42 therefore forms an arrangement for shorting the protective conductor turns 48 which allows the impedance of the protective conductor turns 48 to be at least partially compensated.
  • Fig. 2 shows a second exemplary embodiment of the cable drum according to the invention for supplying an agricultural device with electrical energy.
  • the power supply cable 14 is of conventional design and has, instead of a conductive outer sheath 42, a single-core protective conductor 52 which is surrounded by an insulating sheath 54 together with the supply cores 22, 24 and the control lines 26, 28, 30, 32, 34 ,
  • a single-core protective conductor 52 which is surrounded by an insulating sheath 54 together with the supply cores 22, 24 and the control lines 26, 28, 30, 32, 34 .
  • Fig. 2 only the course of the protective conductor 52 reproduced.
  • corresponding Helmholtz coils 56, 58 are arranged at axially opposite ends of the drum body 12.
  • the Helmholtz coils 56, 58 consisting of enamelled copper wire are embedded in associated winding flanges 60, 62 of the drum body 12 and extend rotationally symmetrically with respect to the winding axis 16 of the cable drum 10.
  • the Helmholtz coils 56, 58 allow a homogeneous magnetic field to be established within intervening protective conductor turns 64.
  • the turns of the Helmholtz coils 56, 58 run in opposite directions to the protective conductor windings 64 and are connected in series therewith in such a way that upon occurrence of a fault current I F a magnetic opposing field is built up which counteracts the inductance and thus the impedance of the protective conductor windings 64 in a targeted manner.
  • the Helmholtz coils 56, 58 are dimensioned such that the inductances of the Helmholtz coils 56, 58 and the protective conductor windings 64 offset each other in approximately half-wound cable drum 10.
  • a switching device which depending on the current BewicklungsSullivan the cable drum 10 one or more turns of the Helmholtz coils 56, 58 in the sense of an adaptation of the inductance to that of the protective conductor turns 64issueschaltet targeted or bridged.
  • the momentary Bewicklungsschreib can be derived, for example, from encoder signals of the electric winding drive.
  • the Helmholtz coils 56, 58 thus form an arrangement for generating a protective conductor turns 64 penetrating magnetic compensation field, wherein these are connected to the protective conductor 52 such that the impedance of the wound protective conductor turns 64 is at least partially compensated.

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Abstract

Kabeltrommel (10) zur Stromversorgung eines landwirtschaftlichen Geräts mit elektrischer Energie, umfassend einen Trommelkörper (12) sowie ein auf den Trommelkörper (12) aufwickelbares mehradriges Stromversorgungskabel (14) mit einem Schutzleiter (36), wobei zur zumindest teilweisen Kompensation der Impedanz von auf den Trommelkörper (12) aufgewickelten Schutzleiterwindungen (48) eine Anordnung (42) zum Kurzschließen der Schutzleiterwindungen (48) und/oder zur Erzeugung eines die Schutzleiterwindungen durchdringenden magnetischen Kompensationsfelds vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kabeltrommel zur Versorgung eines landwirtschaftlichen Geräts mit elektrischer Energie.
  • Im Zuge der Elektrifizierung landwirtschaftlicher Geräte sowie des insofern zunehmenden Leistungsbedarfs besteht der Wunsch, elektrische Energie auch über größere Entfernungen von einer (zentralen) Stromversorgungseinrichtung hoher Leistung zu einem von dem landwirtschaftlichen Gerät umfassten elektrischen Verbraucher transportieren zu können. Eine der Möglichkeiten ist die Verwendung von Kabeltrommeln, wobei diese je nach Einsatzzweck in der Lage sein sollen, mehrere hundert Meter Stromversorgungskabel auf einem zugehörigen Trommelkörper aufzunehmen. Neben Versorgungsadern zur Übertragung elektrischen Stroms sowie zusätzlichen Steuerleitungen weisen diese üblicherweise einen Schutzleiter auf, über den ein Fehlerstrom mittels einer auf Seiten der Stromversorgungseinrichtung vorgesehenen Schutzschaltung (FI-Schalter) detektiert werden kann, wobei die Schutzschaltung bei Auftreten eines Fehlerstroms die Verbindung zur Stromversorgungseinrichtung unverzüglich unterbricht. Im Gegensatz zu den Versorgungsadern des Stromversorgungskabels, deren Induktivitäten sich aufgrund ihrer gegenseitigen räumlichen Nähe sowie der darin entgegengesetzt fließenden elektrischen Ströme im Wesentlichen gegenseitig aufheben, bilden die auf den Trommelkörper aufgewickelten Schutzleiterwindungen eine Induktivität entsprechender Impedanz. Je nach Anzahl der Schutzleiterwindungen kann diese erhebliche Werte annehmen. Dies kann dazu führen, dass die Schutzschaltung einen im Schutzleiter fließenden Fehlerstrom nicht mehr einwandfrei detektieren kann.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kabeltrommel der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass diese eine verlässliche Detektion eines im Schutzleiter fließenden Fehlerstroms sicherstellt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kabeltrommel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die Kabeltrommel zur Stromversorgung eines landwirtschaftlichen Geräts mit elektrischer Energie umfasst einen Trommelkörper sowie ein auf den Trommelkörper aufwickelbares mehradriges Stromversorgungskabel mit einem Schutzleiter. Erfindungsgemäß ist zur zumindest teilweisen Kompensation der Impedanz von auf den Trommelkörper aufgewickelten Schutzleiterwindungen eine Anordnung zum Kurzschließen der Schutzleiterwindungen und/oder zur Erzeugung eines die Schutzleiterwindungen durchdringenden magnetischen Kompensationsfelds vorgesehen.
  • Da kurzgeschlossene Schutzleiterwindungen keinen Beitrag zur Induktivität und damit zur Impedanz des Schutzleiters leisten bzw. sich durch geeignete Wahl der Feldstärke des magnetischen Kompensationsfelds der Induktivität und damit der Impedanz der Schutzleiterwindungen gezielt entgegenwirken lässt, ist es möglich, eine verlässliche Detektion eines im Schutzleiter fließenden Fehlerstroms sicherzustellen. Eine Verwendung komplexer Impedanzkorrekturnetzwerke, die aus einer Vielzahl passiver Bauelemente wie Spulen, Kondensatoren und Widerständen bestehen, erübrigt sich.
  • Die Kabeltrommel kann der Energieversorgung bzw. Steuerung elektrischer Verbraucher eines landwirtschaftlichen Geräts, beispielsweise eines als landwirtschaftlicher Traktor ausgebildeten mobilen landwirtschaftlichen Arbeitsgeräts, dienen. Zu diesem Zweck kann das Stromversorgungskabel neben dem Schutzleiter sowie zugehörigen Versorgungsadern, deren Anzahl sich aus der Art des zu übertragenden elektrischen Stroms ergibt, eine Vielzahl von Steuerleitungen aufweisen. Die Kabeltrommel kann stationär am Feldrand aufgestellt und dort mit einer zentralen Stromversorgungseinrichtung in Gestalt eines Hochspannungsnetzes verbunden sein. Ein elektrischer Wickelantrieb passt die abgespulte Länge des Stromversorgungskabels von selbst entsprechend dem momentanen Abstand zum mobilen landwirtschaftlichen Arbeitsgerät an.
  • Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Kabeltrommel gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Vorzugsweise ist die Anordnung zum Kurzschließen der Schutzleiterwindungen durch einen leitenden Außenmantel des Stromversorgungskabels gebildet.
  • Aneinander liegende Schutzleiterwindungen sind in diesem Fall leitend über den Außenmantel des Stromversorgungskabels kurzgeschlossen. Diese Ausführungsform ist baulich besonders kompakt, da die zumindest teilweise Kompensation der Impedanz durch den Schutzleiter selbst erfolgt. Der leitende Außenmantel ist über zugehörige Verbindungsmittel mit einem ersten Ende an einem Fühleranschluss der Schutzschaltung der Stromversorgungseinrichtung und mit einem zweiten Ende an einem gemeinsamen Erdungsanschluss der elektrischen Verbraucher des landwirtschaftlichen Geräts anschließbar.
  • Hierbei ist es denkbar, dass der leitende Außenmantel aus einem das Stromversorgungskabel umgebenden Metallgeflecht und/oder aus metallisiertem oder leitendem Kunststoff besteht.
  • Das Metallgeflecht ist beispielsweise aus korrosionsbeständigem Edelstahl hergestellt und umgibt das Stromversorgungskabel in Gestalt eines gegenüber Biegebeanspruchungen flexiblen Geflechtschlauchs. Bei dem leitenden Kunststoff kann es sich um ein graphitgefülltes Thermoplast handeln, wohingegen eine Metallisierung des leitenden Außenmantels durch Einlagerung von Metallpartikeln mittels eines Vakuumbeschichtungsverfahrens oder dergleichen erfolgen kann.
  • Die Anordnung zur Erzeugung eines die Schutzleiterwindungen durchdringenden magnetischen Kompensationsfelds kann an axial gegenüberliegenden Enden des Trommelkörpers angeordnete Helmholtzspulen aufweisen, wobei die Helmholtzspulen derart mit dem Schutzleiter verschaltet und dimensioniert sind, dass die Impedanz der Schutzleiterwindungen zumindest teilweise kompensiert wird. Vorzugsweise sind die aus Kupferlackdraht bestehenden Helmholtzspulen in gegenüberliegenden Wickelflanschen des Trommelkörpers eingebettet und verlaufen bezüglich der Wickelachse der Kabeltrommel rotationssymmetrisch. Die Helmholtzspulen erlauben es, innerhalb der dazwischen liegenden Schutzleiterwindungen ein homogenes magnetisches Feld aufzubauen. Die Windungen der Helmholtzspulen verlaufen hierbei gegensinnig zu den Schutzleiterwindungen und sind mit diesen derart in Reihe geschaltet, dass bei Auftreten eines im Schutzleiter fließenden Fehlerstroms ein magnetisches Gegenfeld aufgebaut wird, das der Induktivität und damit der Impedanz der Schutzleiterwindungen entgegenwirkt.
  • Da die Anzahl der Schutzleiterwindungen und damit deren Induktivität mit dem Bewicklungszustand der Kabeltrommel schwankt, besteht die Möglichkeit, dass die Helmholtzspulen derart dimensioniert sind, dass sich die Induktivitäten der Helmholtzspulen sowie der Schutzleiterwindungen bei in etwa halb bewickelter Kabeltrommel gegenseitig aufheben. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch bei geringerer oder stärkerer Bewicklung der Kabeltrommel eine noch akzeptable (Teil-) Kompensation der Impedanz erfolgt.
  • Zusätzlich kann auch eine Schalteinrichtung vorgesehen sein, die je nach momentanem Bewicklungszustand der Kabeltrommel eine oder mehrere Windungen der Helmholtzspulen im Sinne einer Anpassung der Induktivität an diejenige der Schutzleiterwindungen gezielt hinzuschaltet oder überbrückt. Der momentane Bewicklungszustand lässt sich beispielsweise aus Drehgebersignalen eines von der Kabeltrommel umfassten elektrischen Wickelantriebs ableiten.
  • Die erfindungsgemäße Kabeltrommel wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei sind hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmende bzw. vergleichbare Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabeltrommel zur Versorgung eines landwirtschaftlichen Geräts mit elektrischer Energie, und
    Fig. 2
    eine zweite beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabeltrommel zur Versorgung eines landwirtschaftlichen Geräts mit elektrischer Energie.
  • Fig. 1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabeltrommel zur Versorgung eines landwirtschaftlichen Geräts mit elektrischer Energie.
  • Die Kabeltrommel 10 umfasst einen Trommelkörper 12 sowie ein auf den Trommelkörper 12 aufwickelbares mehradriges Stromversorgungskabel 14. Eine nicht dargestellte Halterung dient der drehbaren Lagerung des Trommelkörpers 12 entlang einer Wickelachse 16.
  • Bei dem nicht dargestellten landwirtschaftlichen Gerät handelt es sich beispielsweise um ein als landwirtschaftlicher Traktor ausgebildetes mobiles Arbeitsgerät, wobei die Kabeltrommel 10 der Energieversorgung bzw. Steuerung elektrischer Verbraucher 18, wie eines elektrischen Fahrantriebs sowie elektrischer Zusatzaggregate des landwirtschaftlichen Traktors, dient. Die Kabeltrommel 10 wird stationär am Feldrand aufgestellt und dort mit einer zentralen Stromversorgungseinrichtung 20 in Gestalt eines Hochspannungsnetzes verbunden. Ein der Halterung zugeordneter elektrischer Wickelantrieb passt die abgespulte Länge des Stromversorgungskabels 14 von selbst entsprechend dem momentanen Abstand zum landwirtschaftlichen Traktor an.
  • Das Stromversorgungskabel 14 weist neben mehreren Versorgungsadern 22, 24 zur Übertragung elektrischen Stroms sowie zusätzlichen Steuerleitungen 26, 28, 30, 32, 34 einen Schutzleiter 36 auf, über den ein Fehlerstrom IF mittels einer auf Seiten der Stromversorgungseinrichtung 20 vorgesehenen Schutzschaltung 38 (FI-Schalter) detektiert werden kann. Eine isolierende Ummantelung 40 dient dem Schutz der innenliegenden Versorgungsadern 22, 24 bzw. Steuerleitungen 26, 28, 30, 32, 34. Beispielsgemäß weist das Stromversorgungskabel 14 zwei separate Versorgungsadern 22, 24 zur Übertragung von Gleichstrom oder zweiphasigem Wechselstrom auf. Abweichend davon kann jedoch auch eine abweichende Anzahl von Versorgungsadern vorgesehen sein, so zum Beispiel drei separate Versorgungsadern zur Übertragung von dreiphasigem Drehstrom. Ähnliche Betrachtungen gelten für die Anzahl der Steuerleitungen, die sich aus dem Umfang der über das Stromversorgungskabel 14 zu übertragenden Steuerbefehle ergibt.
  • Der Schutzleiter 36 ist vorliegend durch einen leitenden Außenmantel 42 des Stromversorgungskabels 14 gebildet, wobei dieser über zugehörige Verbindungsmittel mit einem ersten Ende 44 an einem Fühleranschluss der Schutzschaltung 38 der Stromversorgungseinrichtung 20 und mit einem zweiten Ende 46 an einem gemeinsamen Erdungsanschluss der elektrischen Verbraucher 18 angeschlossen ist.
  • Beispielsgemäß ist ein Teil des Schutzleiters 36 auf den Trommelkörper 12 aufgewickelt und bildet dort zugehörige Schutzleiterwindungen 48. Aneinander liegende Schutzleiterwindungen 48 sind in diesem Fall leitend über den Außenmantel 42 kurzgeschlossen, sodass diese zur Induktivität und damit zur Impedanz des Schutzleiters 36 keinen Beitrag leisten.
  • Der leitende Außenmantel 42 besteht aus einem das Stromversorgungskabel 14 bzw. dessen isolierende Ummantelung 40 umgebenden Metallgeflecht 50. Das Metallgeflecht 50 ist aus korrosionsbeständigem Edelstahl hergestellt und umgibt das Stromversorgungskabel 14 in Gestalt eines gegenüber Biegebeanspruchungen flexiblen Geflechtschlauchs. Das Metallgeflecht 50 bildet zugleich einen mechanischen Schutz gegenüber äußeren Beschädigungen des Stromversorgungskabels 14. Da das Metallgeflecht 50 das Stromversorgungskabel 14 nahezu vollflächig umhüllt (der Bedeckungsgrad herkömmlicher Geflechtschläuche liegt bei über 90 %), ist über dieses ein aufgrund beschädigungsbedingt freigelegter Versorgungsadern 22, 24 fließender Fehlerstrom IF zuverlässig in Richtung der Schutzschaltung 38 ableitbar.
  • Alternativ besteht der leitende Außenmantel 42 aus metallisiertem und/oder leitendem Kunststoff. Bei dem leitenden Kunststoff handelt es sich um ein graphitgefülltes Thermoplast, wohingegen eine Metallisierung des leitenden Außenmantels 42 durch Einlagerung von Metallpartikeln mittels eines Vakuumbeschichtungsverfahrens erfolgt.
  • Unabhängig von seiner jeweiligen Ausgestaltung bildet der leitende Außenmantel 42 daher eine Anordnung zum Kurzschließen der Schutzleiterwindungen 48, die es erlaubt, die Impedanz der Schutzleiterwindungen 48 zumindest teilweise zu kompensieren.
  • Fig. 2 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabeltrommel zur Versorgung eines landwirtschaftlichen Geräts mit elektrischer Energie.
  • Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist das Stromversorgungskabel 14 von konventioneller Bauart und weist anstelle eines leitenden Außenmantels 42 einen einadrigen Schutzleiter 52 auf, der gemeinsam mit den Versorgungsadern 22, 24 sowie den Steuerleitungen 26, 28, 30, 32, 34 von einer isolierenden Ummantelung 54 umgeben ist. Aus Gründen der besseren Verständlichkeit ist in Fig. 2 ausschließlich der Verlauf des Schutzleiters 52 wiedergegeben.
  • Beispielsgemäß sind an axial gegenüberliegenden Enden des Trommelkörpers 12 zugehörige Helmholtzspulen 56, 58 angeordnet. Die aus Kupferlackdraht bestehenden Helmholtzspulen 56, 58 sind in zugehörigen Wickelflanschen 60, 62 des Trommelkörpers 12 eingebettet und verlaufen bezüglich der Wickelachse 16 der Kabeltrommel 10 rotationssymmetrisch. Die Helmholtzspulen 56, 58 erlauben es, innerhalb dazwischen liegender Schutzleiterwindungen 64 ein homogenes magnetisches Feld aufzubauen. Die Windungen der Helmholtzspulen 56, 58 verlaufen gegensinnig zu den Schutzleiterwindungen 64 und sind mit diesen derart in Reihe geschaltet, dass bei Auftreten eines Fehlerstroms IF ein magnetisches Gegenfeld aufgebaut wird, das der Induktivität und damit der Impedanz der Schutzleiterwindungen 64 gezielt entgegenwirkt.
  • Da die Anzahl der Schutzleiterwindungen 64 und damit deren Induktivität mit dem Bewicklungszustand der Kabeltrommel 10 schwankt, sind die Helmholtzspulen 56, 58 derart dimensioniert, dass sich die Induktivitäten der Helmholtzspulen 56, 58 sowie der Schutzleiterwindungen 64 bei in etwa halb bewickelter Kabeltrommel 10 gegenseitig aufheben.
  • Zusätzlich kann auch eine nicht dargestellte Schalteinrichtung vorgesehen sein, die je nach momentanem Bewicklungszustand der Kabeltrommel 10 eine oder mehrere Windungen der Helmholtzspulen 56, 58 im Sinne einer Anpassung der Induktivität an diejenige der Schutzleiterwindungen 64 gezielt hinzuschaltet oder überbrückt. Der momentane Bewicklungszustand lässt sich beispielsweise aus Drehgebersignalen des elektrischen Wickelantriebs ableiten.
  • Allgemein gesprochen bilden die Helmholtzspulen 56, 58 also eine Anordnung zur Erzeugung eines die Schutzleiterwindungen 64 durchdringenden magnetischen Kompensationsfelds, wobei diese derart mit dem Schutzleiter 52 verschaltet sind, dass die Impedanz der aufgewickelten Schutzleiterwindungen 64 zumindest teilweise kompensiert wird.

Claims (6)

  1. Kabeltrommel zur Stromversorgung eines landwirtschaftlichen Geräts mit elektrischer Energie, umfassend einen Trommelkörper (12) sowie ein auf den Trommelkörper (12) aufwickelbares mehradriges Stromversorgungskabel (14) mit einem Schutzleiter (36, 52), dadurch gekennzeichnet, dass zur zumindest teilweisen Kompensation der Impedanz von auf den Trommelkörper (12) aufgewickelten Schutzleiterwindungen (48, 64) eine Anordnung (42, 56, 58) zum Kurzschließen der Schutzleiterwindungen (48) und/oder zur Erzeugung eines die Schutzleiterwindungen (64) durchdringenden magnetischen Kompensationsfelds vorgesehen ist.
  2. Kabeltrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zum Kurzschließen der Schutzleiterwindungen (48) durch einen leitenden Außenmantel (42) des Stromversorgungskabels (14) gebildet ist.
  3. Kabeltrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der leitende Außenmantel (42) aus einem das Stromversorgungskabel (14) umgebenden Metallgeflecht (50) und/oder aus metallisiertem oder leitendem Kunststoff besteht.
  4. Kabeltrommel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zur Erzeugung eines die Schutzleiterwindungen (64) durchdringenden magnetischen Kompensationsfelds an axial gegenüberliegenden Enden des Trommelkörpers (12) angeordnete Helmholtzspulen (56, 58) aufweist, wobei die Helmholtzspulen (56, 58) derart mit dem Schutzleiter (52) verschaltet und dimensioniert sind, dass die Impedanz der aufgewickelten Schutzleiterwindungen (64) zumindest teilweise kompensiert wird.
  5. Kabeltrommel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Helmholtzspulen (56, 58) derart dimensioniert sind, dass sich die Induktivitäten der Helmholtzspulen (56, 58) sowie der Schutzleiterwindungen (64) bei in etwa halb bewickelter Kabeltrommel (10) gegenseitig aufheben.
  6. Kabeltrommel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die je nach momentanem Bewicklungszustand der Kabeltrommel (10) eine oder mehrere Windungen der Helmholtzspulen (56, 58) im Sinne einer Anpassung der Induktivität an diejenige der Schutzleiterwindungen (64) hinzuschaltet oder überbrückt.
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